Question

NO和CO都是有毒的氣體，利用催化技術(shù)能夠?qū)⑺鼈冝D(zhuǎn)變成無毒的CO₂和N₂．一定量的NO和CO進(jìn)行如下反應(yīng)：2NO+2CO

催化劑

2CO₂+N₂，其部分化學(xué)平衡常數(shù)如下表：

T（℃）	0	50	100
K	0.5	1.05	2.56

根據(jù)題意回答問題（均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響）：
（1）若把化學(xué)方程式寫為NO+CO

催化劑

CO₂+

1

2

N₂，則100℃時(shí)，K的值=

 

．
（2）上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡后，下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是

 

．
A．選用更有效的催化劑　　　　B．升高反應(yīng)體系的溫度
C．降低反應(yīng)體系的溫度　　　　D．縮小容器的體積
（3）若上述反應(yīng)在容積不變的密閉容器中進(jìn)行，該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是

 

A．氣體的密度不再變化
B．單位時(shí)間內(nèi)消耗的CO與生成的CO₂的物質(zhì)的量之比為1：1
C．氣體的壓強(qiáng)不再變化
D．各氣體的濃度相等
（4）某溫度下，將0.02mol的NO和0.02mol的CO的混合氣體充入一裝有催化劑的容器中，充分反應(yīng)后，測(cè)得混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為0.125，則CO的轉(zhuǎn)化率為

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念結(jié)合化學(xué)方程式計(jì)算得到；
（2）依據(jù)平衡常數(shù)分析溫度升高平衡常數(shù)增大，正反應(yīng)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
A．選用更有效的催化劑，制改變所以速率不改變化學(xué)平衡；
B．升高反應(yīng)體系的溫度，平衡正向進(jìn)行；
C．降低反應(yīng)體系的溫度，反應(yīng)向逆向進(jìn)行；　　　
D．縮小容器的體積，壓強(qiáng)增大，平衡正向進(jìn)行；
（3）平衡標(biāo)志是 正逆反應(yīng)速率相同，各組分含量保持不變；
A、氣體質(zhì)量守恒，體積不變，密度在反應(yīng)過程中不變；
B、單位時(shí)間內(nèi)消耗的CO與生成的CO₂的反應(yīng)是正向進(jìn)行；
C、反應(yīng)是壓強(qiáng)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)不變證明反應(yīng)達(dá)到平衡；
D、各物質(zhì)濃度相同不一定反應(yīng)平衡，和起始濃度有關(guān)；
（4）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算．

解答：解：（1）100°C反應(yīng)2NO+2CO

催化劑

2CO₂+N₂，K=

c(N2)c2(CO2)

c2(CO)c2(NO)

=2.56；  NO+CO

催化劑

CO₂+

1

2

N₂，
反應(yīng)平衡常數(shù)K=

c(CO2)c 1 2 (N2)

c(CO)c(NO)

，K²=[

c(CO2)c 1 2 (N2)

c(CO)c(NO)

]²=

c(N2)c2(CO2)

c2(CO)c2(NO)

=2.56，
則K=1.60，故答案為：1.60；
（2）依據(jù)平衡常數(shù)分析溫度升高平衡常數(shù)增大，正反應(yīng)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；
A．選用更有效的催化劑，制改變所以速率不改變化學(xué)平衡；轉(zhuǎn)化率不變，故A不符合；
B．升高反應(yīng)體系的溫度，平衡正向進(jìn)行；轉(zhuǎn)化率增大，故B符合；
C．降低反應(yīng)體系的溫度，反應(yīng)向逆向進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率減小，故C不符合；　　　
D．縮小容器的體積，壓強(qiáng)增大，平衡正向進(jìn)行，轉(zhuǎn)化率增大，故D符合；
故答案為：BD；
（3）A、氣體質(zhì)量守恒，體積不變，密度在反應(yīng)過程中不變；不能說明反應(yīng)平衡，故A不符合；
B、單位時(shí)間內(nèi)消耗的CO與生成的CO₂的反應(yīng)是正向進(jìn)行，不能證明正逆反應(yīng) 速率相同，故B不符合；
C、反應(yīng)是壓強(qiáng)減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)不變證明反應(yīng)達(dá)到平衡，故C符合；
D、各物質(zhì)濃度相同不一定反應(yīng)平衡，和起始濃度有關(guān)，故D不符合；
故答案為：C；
（4）某溫度下，將0.02mol的NO和0.02mol的CO的混合氣體充入一裝有催化劑的容器中，充分反應(yīng)后，測(cè)得混合氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為0.125，設(shè)反應(yīng)的CO物質(zhì)的量為x，
                2NO+2CO

催化劑

2CO₂+N₂
起始量（mol）   0.02 0.02     0   0
變化量（mol）   x    x        x   0.5x
平衡量（mol 0.02-x  0.02-x    x   0.5x
CO的體積分?jǐn)?shù)為0.125，

0.02-x

0.02-x+0.02-x+x+0.5x

=0.125，
x=0.016mol，
一氧化碳轉(zhuǎn)化率=

0.016mol

0.02mol

×100%=80%，
故答案為：80%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，影響平衡的因素分析判斷，平衡標(biāo)志的理解分析，平衡三段式計(jì)算，轉(zhuǎn)化率概念應(yīng)用，題目難度中等．